基于课程课件与上届考试回忆整理 | 重点突出、题型对位、方便速查
第一部分:题型速览与分值分布
| 题型 |
题数 |
考察重点 |
| 命名题 |
5 |
烯烃顺反异构(E/Z)、环烷烃、名称写结构、Fischer投影式 |
| 选择题 |
12 |
光谱、稳定性排序、芳香性、萜类、人名反应 |
| 判断题 |
6 |
SN2动力学与立体化学、糖类、蛋白质手性 |
| 反应题 |
11 |
各类官能团的典型反应,含立体化学 |
| 鉴别题 |
1 |
醇、酮的化学鉴别 |
| 结构推断 |
1 |
化学法(KMnO₄氧化、碘仿反应) |
| 机理题 |
1 |
频哪醇重排(必考) |
| 合成题 |
2 |
多步合成设计 |
第1-11章是复习重点,12-13章考得少,14-15章反而考更多。前面章节(1-9)考得比较细。
第二部分:命名专题(5道)
2.1 烯烃顺反异构命名(E/Z标记法)
步骤:
- 选母体——含双键的最长碳链
- 编号——靠近双键一端
- 标记构型——次序规则比较双键两端基团
次序规则要点:
- 原子序数大者优先:I > Br > Cl > F > O > N > C > H
- 相同原子时向外逐层比较
- 双键/三键视为连接两个/三个相同原子
Z/E判断:
- 两个优先基团在双键同侧 → Z型(Zusammen)
- 两个优先基团在双键异侧 → E型(Entgegen)
2.2 环烷烃命名
- 以”环某烷”为母体
- 取代基位次之和最小
- 有顺反异构时用顺/反或R,S标记
- 桥环命名:从桥头开始编号,写”某环[x.y.z]某烷”
2.3 根据名称写结构
关键:准确理解母体、取代基位置和构型标记。
2.4 Fischer投影式写法
规则:
- 竖线朝后(纸内),横线朝前(纸外)
- 最小基团(通常H)朝后时:顺时针=R,逆时针=S
- 交换两个基团一次 → 构型翻转;交换两次 → 恢复
第三部分:选择题核心知识点(12道)
3.1 核磁共振氢谱可提供的信息
| 信息 |
含义 |
| 化学位移(d) |
质子化学环境(烷基、烯基、醛基、羧基等) |
| 积分曲线(峰面积) |
各类质子的相对数目 |
| 裂分(n+1规律) |
相邻质子数目 |
| 峰形 |
活泼氢(OH、NH、COOH)峰宽而矮 |
常见化学位移范围:
- R-CH₃: 0.9-1.8 ppm
- R2CH₂: 1.2-1.4 ppm
- R3CH: 1.4-1.7 ppm
- Ar-H: 6.5-8.5 ppm
- =C-H: 4.5-6.5 ppm
- ≡C-H: 2.0-3.0 ppm
- O=C-H: 9-10 ppm
- COOH: 10-13 ppm(宽峰)
- O-H: 0.5-5.5 ppm(宽峰,可交换)
3.2 碳正离子稳定性排序
稳定性: 叔C+ > 仲C+ > 伯C+ > 甲基C+ > 乙烯基/苯基C+
解释: 烷基的+I效应和s-p超共轭稳定化。特别稳定的是烯丙基型(CH₂=CH-CH₂+)和苄基型(Ph-CH₂+),因p-p共轭。特别不稳定的是乙烯基碳正离子(sp杂化)。
3.3 硝基取代苯酚的酸性排序
酸性: 2,4,6-三硝基苯酚 > 2,4-二硝基苯酚 > 对硝基苯酚 ≈ 邻硝基苯酚 > 间硝基苯酚 > 苯酚
解释: 硝基为强吸电子基(-I, -C),增强酚羟基O-H极性,更容易解离H+。硝基在邻对位时可参与共轭稳定酚负离子。
3.4 亲核性排序
- 同一周期:亲核性与碱性大致平行(C > N > O > F)
- 同一主族:随原子半径增大而增强(I- > Br- > Cl- > F-)
- 极性质子溶剂中:HS- > I- > CN- > OH- > CH₃COO- > Cl- > F- > NO3-
- 亲核性和碱性不完全平行(受可极化性、溶剂、位阻影响)
- 位阻大的亲核试剂亲核性减弱
3.5 胺的碱性排序
一般: 脂肪胺 > 氨 > 芳香胺
水溶液中典型顺序:(CH₃)2NH > CH₃NH₂ > (CH₃)3N > NH₃ > PhNH₂
(受溶剂化效应和诱导效应共同影响)
取代苯胺碱性: 给电子基(-CH₃)增强碱性;吸电子基(-NO₂)减弱碱性
3.6 休克尔规则判断芳香性
4n+2规则: 平面环状共轭体系中 p电子数 = 4n+2 时具芳香性
必要条件:
- 环状闭合共轭体系
- 平面结构
- p电子数 = 4n+2
典型例子:
- 苯(6e-, n=1):芳香性
- 吡啶(6e-,N提供1个):芳香性
- 吡咯(6e-,N提供孤对2个):芳香性
- 呋喃、噻吩(同吡咯):芳香性
- 环丁二烯(4e-):反芳香性
- 环戊二烯负离子(6e-):芳香性
- 环辛四烯(8e-,非平面):无芳香性
3.7 黄鸣龙反应
定义: 黄鸣龙改良的Wolff-Kishner还原。醛/酮+NH₂NH₂生成腙,再加KOH/NaOH在高沸点溶剂(二甘醇)中加热,将C=O还原为CH₂。
条件: 醛/酮 + NH₂NH₂ + KOH + 高沸点溶剂,加热
产物: C=O → CH₂
对比: Clemmensen还原(Zn/Hg, HCl)也为C=O → CH₂,但用于对酸稳定的化合物。
3.8 某分子是几萜
异戊二烯规则: 萜类由异戊二烯单元(C5H8)头尾相连而成。
分类:
- 单萜(C10, 2单元):薄荷醇、樟脑、蒎烯
- 倍半萜(C15, 3单元):青蒿素
- 二萜(C20, 4单元):维生素A
- 三萜(C30, 6单元):鲨烯、皂苷
- 四萜(C40, 8单元):β-胡萝卜素
判断方法: 碳原子数/5 = 异戊二烯单元数
第四部分:判断题高频考点(6道)
4.1 SN2反应
- 几级反应: 二级反应(v = k[RX][Nu-])
- 分几步: 一步(协同过程,无中间体)
- 立体化学: Walden翻转(构型完全翻转,亲核试剂从背面进攻)
SN2特征:伯卤代烃最易发生;极性非质子溶剂(DMSO、DMF)有利;产物构型完全翻转。
4.2 单糖是否都是还原糖
需看具体问法:
- 单糖都有游离的半缩醛羟基 → 单糖都是还原糖 ✓
- 但二糖中蔗糖为非还原糖(两个异头碳均参与成苷)
- 麦芽糖、乳糖、纤维二糖均为还原糖
4.3 蛋白质是否都有手性
错。 组成蛋白质的20种α-氨基酸中,甘氨酸(NH₂CH₂COOH)的α-碳连有两个H,是非手性的。
第五部分:反应题全梳理(11道)
5.1 烯烃臭氧化
试剂: O3,后经Zn/H₂O或CH₃SCH₃还原处理
产物(取决于双键取代模式):
- RCH=CH₂ → RCHO + HCHO
- RCH=CHR’ → RCHO + R’CHO
- RR’C=CH₂ → RR’C=O + HCHO
- RR’C=CR’’R’’’ → RR’C=O + R’’R’’’C=O
注意:若用H₂O₂后处理,醛被氧化为羧酸。
5.2 炔烃用Lindlar催化剂催化氢化
试剂: H₂/Lindlar催化剂(Pd/CaCO3 + Pb(OAc)2或喹啉毒化)
产物: 顺式烯烃(立体专一性,顺式加成)
对比:Na/NH₃(l)还原炔烃得到反式烯烃。
5.3 炔钠+卤代烃
反应: 末端炔烃 + NaNH₂/NH₃(l) → 炔基钠 + R-Br(伯) → 内炔
用途: 增长碳链。只能用伯卤代烷(仲/叔易消除)。
5.4 卤代环己烷消除(反式共平面,E2)
关键: β-H和离去基团必须反式共平面(anti-periplanar)
- 强碱(KOH/EtOH, NaOC2H5, t-BuOK)
- 大基团(如Br)处于a键更容易消除
- 产物一般为查依采夫产物(多取代烯烃)
5.5 醇的KMnO₄氧化
- 伯醇(RCH₂OH): KMnO₄/H+, △ → 羧酸(RCOOH)
- 仲醇(R2CHOH): KMnO₄/H+, △ → 酮(R2C=O)
- 叔醇(R3COH): 不反应
5.6 环氧化物开环(立体化学)
碱性条件(SN2): 亲核试剂进攻取代较少的环氧碳
酸性条件(SN1-like): 先质子化,亲核试剂进攻取代较多的环氧碳
立体化学: 反式开环(Walden翻转)
- 亲核试剂从背面进攻,构型翻转
- 最终产物两个OH在反式位置
5.7 羟醛缩合
定义: 含a-H的醛或酮在酸/碱催化下缩合生成b-羟基醛(酮)
碱催化机理: ①碱夺a-H生成烯醇负离子 ②进攻另一分子C=O ③质子化
加热脱水: 生成a,β-不饱和醛(酮)
5.8 黄鸣龙反应
C=O + NH₂NH₂ → 腙 → KOH/二甘醇加热 → CH₂(放出N2)
与Clemmensen还原(Zn/Hg, HCl)同为C=O→CH₂的还原方法。
5.9 酮+LiAlH₄
产物: 酮 → 仲醇(R2C=O → R2CHOH)
LiAlH₄可还原:醛→伯醇,酮→仲醇,羧酸→伯醇,酯→2个伯醇,酰胺→胺
注意:LiAlH₄不还原C=C;NaBH₄更温和(仅还原醛酮)。
5.10 Wittig反应(立体化学)
试剂: 磷叶立德(Ph3P=CRR’)
反应: 醛/酮 + 叶立德 → 烯烃 + Ph3P=O
立体化学:
- 稳定叶立德(含吸电子基)→ 主要得反式(E)烯烃
- 不稳定叶立德(烷基取代)→ 主要得顺式(Z)烯烃
5.11 a,β-不饱和醛酮+铜锂试剂
试剂: R2CuLi(Gilman试剂,二烃基铜锂)
反应: 1,4-共轭加成(迈克尔加成)
产物: R基加到b-碳
对比:格氏试剂(RMgX)倾向1,2-加成(直接加C=O)
第六部分:鉴别题思路
典型题型:鉴别1-丙醇、异丙醇、丙酮
碘仿反应 + Lucas试剂法:
| 第一步试剂 |
现象 |
初判物质 |
第二步操作 |
第二步现象 |
最终判定 |
| $\boldsymbol{I_2/NaOH}$(碘仿反应) |
黄色沉淀 |
丙酮/异丙醇 |
Lucas试剂(浓$\boldsymbol{HCl/ZnCl_2}$) |
数分钟浑浊 |
异丙醇 |
|
|
|
|
立刻分层浑浊 |
叔醇(本题无) |
|
无黄色沉淀 |
1-丙醇 |
— |
— |
1-丙醇 |
结论:
- 丙酮 + I2/NaOH → 黄色沉淀(碘仿)
- 异丙醇 + I2/NaOH → 黄色沉淀(碘仿),+ Lucas → 数分钟浑浊
- 1-丙醇 + I2/NaOH → 无沉淀,+ Lucas → 不反应
常见鉴别反应汇总
| 鉴别对象 |
试剂 |
现象 |
| 醛 |
Tollens(银氨溶液) |
银镜 |
| 醛/酮 |
2,4-二硝基苯肼 |
黄色/橙色沉淀 |
| 甲基酮/甲基仲醇 |
I2/NaOH |
黄色沉淀(碘仿CHI3) |
| 末端炔烃 |
Ag(NH₃)2NO3 |
白色沉淀(炔银) |
| 末端炔烃 |
Cu(NH₃)2Cl |
红棕色沉淀(炔亚铜) |
| 烯烃/炔烃 |
Br2/CCl4 |
红棕色褪去 |
| 伯/仲/叔醇 |
Lucas试剂(浓HCl/ZnCl2) |
叔醇立即浑浊;仲醇数分钟;伯醇不反应 |
| 伯/仲/叔胺 |
Hinsberg(苯磺酰氯+NaOH) |
伯胺→可溶;仲胺→不溶固体;叔胺不反应 |
| 酚 |
FeCl3溶液 |
紫/蓝/绿色 |
第七部分:结构推断(波谱+化学法)
7.1 KMnO₄氧化双键
| 双键类型 |
酸性KMnO₄氧化产物 |
| RCH=CH₂ |
RCOOH + CO₂ |
| RCH=CHR’ |
RCOOH + R’COOH |
| RR’C=CH₂ |
RR’C=O + CO₂ |
| RR’C=CR’’R’’’ |
RR’C=O + R’’R’’’C=O |
通过氧化产物可反推双键位置和取代模式。
7.2 碘仿反应
正反应的底物: 甲基酮(CH₃CO-)或甲基仲醇(CH₃CH(OH)-)
产物: 黄色沉淀碘仿(CHI3)+ 羧酸盐
7.3 综合推断示例
已知分子式为C6H10O的化合物,经酸性KMnO₄氧化得CH₃COOH和CH₃CH₂COOH,且能发生碘仿反应。
分析:
- KMnO₄氧化得C2和C3羧酸 → 说明有C=C,分别在双键两侧产生C2和C3片段
- 碘仿反应 → 有CH₃CO-或CH₃CH(OH)-结构
- 不饱和度:(2*6+2-10)/2 = 2(一个C=O和一个C=C)
结论: CH₃COCH=CHCH₂CH₃(3-己烯-2-酮等可能结构)
第八部分:机理题——频哪醇重排
反应定义
频哪醇(Pinacol): (CH₃)2C(OH)-C(OH)(CH₃)2
频哪醇重排: 邻二醇在酸催化下重排生成频哪酮(3,3-二甲基-2-丁酮)
基团迁移规律(必记!)
迁移能力:芳基 > H > 烷基(叔 > 仲 > 伯 > CH₃)
对称 vs 不对称邻二醇
- 对称:只生成一种酮
- 不对称:主要产物由迁移能力强的基团决定
示例
(CH₃)2C(OH)-C(OH)(CH₃)2 –H₂SO₄,△-→ (CH₃)3C–C(=O)CH₃(频哪酮)
第九部分:合成题策略
9.1 苯环上多步取代——定位规律
邻对位致活基: -OH, -OR, -NH₂, -NHR, -R, -Ar
邻对位致钝基: -Cl, -Br, -I(弱钝化)
间位致钝基: -NO₂, -CN, -COOR, -CHO, -COOH, -CF3, -SO3H
合成顺序原则:
- 先上致钝基,后上致活基
- 利用磺化反应(可逆)保护位置
- 利用重氮化反应引入-OH, -Cl, -Br, -I, -CN, -H等
- 硝基还原为氨基后再进行重氮化转换
9.2 常见题型:合成三溴苯
若合成1,2,3-三溴苯(或类似多取代苯),关键在于利用定位基的顺序控制:
- 先通过硝基(间位致钝)控制一个Br进入特定位置
- 还原NO₂为NH₂
- 重氮化后用CuBr/HBr引入另一个Br
- 再用Br2/FeBr3进行最后一步取代
重要工具: 重氮化反应的重换反应
ArN2+X- → ArCl (CuCl/HCl)、ArBr (CuBr/HBr)、ArI (KI/I2)、ArOH (H₂O,H+)、ArCN (CuCN)、ArH (H3PO₂)
9.3 药物分子合成——逆合成分析
基本策略:
- 从目标分子逆向切断,推断前体
- 识别关键C–C键形成反应
- 规划官能团转化顺序
常用C–C键形成反应:
- 格氏反应:C=O + RMgX → 醇
- 羟醛缩合:C=O + C=O → C–C
- Wittig反应:C=O + 叶立德 → C=C
- Claisen酯缩合:酯 + 酯 → β-酮酸酯
- 迈克尔加成:烯醇负离子 + a,β-不饱和C=O → 1,4-加成
- 傅克反应:ArH + RX/RCOX
- 炔钠 + 卤代烷
常用官能团转化:
- C=O → CH₂(黄鸣龙/Clemmensen)
- C=O → CHOH(NaBH₄/LiAlH₄)
- RX → RMgX → 各种反应
- ROH → RX(HX/PX3/SOCl₂)
- 重氮盐 → OH, Cl, Br, I, CN, H
9.4 合成题解题步骤
- 分析目标分子的骨架和官能团
- 进行逆合成切断(优先切断C-X键和易形成的C–C键)
- 写出合成路线(从简单原料出发)
- 标注反应条件
附录:核心反应式速查表
加成反应
| 反应类型 |
反应物 |
试剂 |
产物 |
备注 |
| 烯烃亲电加成 |
RCH=CH₂ |
HX |
RCHXCH₃ |
马氏规则 |
| 烯烃反马加成 |
RCH=CH₂ |
HBr/ROOR |
RCH₂CH₂Br |
自由基机理 |
| 烯烃硼氢化氧化 |
RCH=CH₂ |
B2H6, H₂O₂/OH- |
RCH₂CH₂OH |
反马、顺式加成 |
| 炔烃氢化(顺) |
RC≡CR’ |
H₂/Lindlar |
顺式-RCH=CHR’ |
立体专一 |
| 炔烃氢化(反) |
RC≡CR’ |
Na/NH₃(l) |
反式-RCH=CHR’ |
立体专一 |
| 环氧化物(碱) |
环氧 |
OH-/H₂O |
反式邻二醇 |
SN2, 位阻小处 |
| 环氧化物(酸) |
环氧 |
H₂O/H+ |
反式邻二醇 |
SN1, 取代多处 |
| a,β-不饱和酮 |
RCOCH=CH₂ |
R2CuLi |
RCOCH₂CH₂R |
1,4-加成 |
氧化反应
| 反应 |
条件 |
产物 |
| 烯烃臭氧化 |
O3, Zn/H₂O |
醛/酮 |
| 烯烃KMnO₄(稀冷碱) |
KMnO₄, OH-, 冷 |
顺式邻二醇 |
| 烯烃KMnO₄(热酸) |
KMnO₄/H+, △ |
C=C断裂→羧酸/酮 |
| 伯醇氧化 |
KMnO₄/H+ 或 CrO3/H+ |
羧酸 |
| 仲醇氧化 |
KMnO₄/H+ 或 Jones |
酮 |
| 邻二醇氧化 |
HIO4 或 Pb(OAc)4 |
C–C断裂→2个C=O |
| 末端炔烃Ag+ |
Ag(NH₃)2NO3 |
白色炔银沉淀 |
还原反应
| 反应 |
条件 |
产物 |
| 醛→伯醇 |
LiAlH₄/NaBH₄ |
RCH₂OH |
| 酮→仲醇 |
LiAlH₄/NaBH₄ |
R2CHOH |
| 羧酸→伯醇 |
LiAlH₄ |
RCH₂OH |
| 酯→2伯醇 |
LiAlH₄ |
RCH₂OH + R’OH |
| C=O→CH₂ |
NH₂NH₂/KOH(黄鸣龙) |
烷烃 |
| C=O→CH₂ |
Zn(Hg)/HCl(Clemmensen) |
烷烃 |
| 炔→顺式烯 |
H₂/Lindlar |
顺式烯烃 |
| 炔→反式烯 |
Na/NH₃(l) |
反式烯烃 |
缩合/C–C键形成
| 反应 |
反应物 |
条件 |
产物 |
| 羟醛缩合 |
含a-H的醛/酮 |
OH-/H+ |
β-羟基醛/酮→a,β-不饱和 |
| Claisen酯缩合 |
含a-H的酯 |
C2H5ONa |
β-酮酸酯 |
| Perkin |
芳香醛+酸酐 |
羧酸盐 |
β-芳基-a,β-不饱和酸 |
| Knoevenagel |
醛/酮+活泼亚甲基 |
吡啶 |
a,β-不饱和化合物 |
| Darzens |
醛/酮+α-卤代酸酯 |
强碱 |
a,β-环氧酸酯 |
| Wittig |
醛/酮+叶立德 |
- |
烯烃 |
| Michael |
烯醇负离子+a,β-不饱和C=O |
碱 |
1,4-加成 |
| 傅克烷基化 |
苯+RX |
AlCl3 |
烷基苯 |
| 傅克酰基化 |
苯+RCOX |
AlCl3 |
酮 |
消除反应
| 反应 |
条件 |
产物 |
特征 |
| E2 |
强碱(KOH/EtOH) |
烯烃 |
反式共平面,查依采夫产物 |
| E1 |
弱碱/加热 |
烯烃 |
碳正离子中间体,可重排 |
| Hofmann消除 |
季铵碱加热 |
少取代烯烃 |
霍夫曼产物 |
重排反应
| 反应 |
条件 |
产物 |
特点 |
| 频哪醇重排 |
邻二醇+H+, △ |
酮 |
迁移: 芳基>H>烷基 |
| Claisen重排 |
烯丙基芳基醚, △ |
邻烯丙基苯酚 |
周环反应 |
| Hofmann降解 |
酰胺+Br2/NaOH |
少1C的胺 |
碳链缩短 |
| 联苯胺重排 |
氢化偶氮苯+H+ |
联苯胺 |
二氨基联苯 |
预祝考试顺利!
关键在:反应机理箭头画法(频哪醇重排)、立体化学判断(E2消除、环氧化物开环、Wittig反应)、合成路线设计的逻辑性和各章命名规则的熟练度。